나노기술 및 정책 정보

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잘란트 대학 연구진, 고변형을 통한 새로운 특성을 지닌 금속생산 연구개발

□ 선정 사유

○ 독일 잘란트 대학의 안드레아 바흐마이어 박사는 금속의 특성을변형시키는 나노 결정자(crystallite)를 연구하며 이를 통해오스트리아내 가장 큰 어윈-슈뢰딩어 장학회로부터 연구개발을 지원 받으며 이를 통해 국제적으로 저명한 연구기관에서의연구를 보장 받고 있다.

○ 안드레아 바흐마이어 박사는 이 지원을 통해 독일 잘란트 대학재료공학 실험학과에서 향 후 2년간 안정적인 연구개발을진행 할 수 있게 되었으며 이 연구개발은 전자공학산업 뿐아니라 의료공학 및 우주, 항공 분야에도 기여 할 것으로 평가된다.

□ 개요

○ 금속의 역학적, 물리적 특성에 큰 변형을 가져오는 나노 결정자기술 연구개발 지원 및 금속의 고변형 시 나노 범위에서 일어나는 현상을 정확히 이해하고 그를 통해 도출되는 특성 연구

□ 주요내용

○ 용광로에서도 섞이지 않는 구리와 코발트와 같은 금속은 나사바이스에서 매우 강한 힘으로 맞물릴 경우 고변형 (high deformation)과정을 통해 나노범위에서 서로 맞물리게 되며이때 기존의 금속이 지니지 않은 역학적 물리적 특성을 지니게

된다.

○ 구리와 코발드로 구성된 나노 결정자 금속은 그 강도가 매우높으며 자기적, 비자기적 박막층이 교대로 나타나는 구조를갖는다.

○ 이는 거대 자기 저항(Giant magneto-resistance)이라고 불리는 효과를 일으키며 이 현상은 예를들어 스마트폰 내부의 전자 회로기판의 스위칭 시스템에 매우 중요한 역할을 한다.

○ 5 센트 크기의 두 금속을 맞물려 10 기가 파스칼의 압력을 가하면 (이는 바다 한가운데 가장 깊은 곳의 100배에 해당하는 압력,탄소가 다이아몬드로 변하는데 필요한 압력) 금속 조각의 입자가 점차적으로 작아지며 특정수준 이상에서는 더 이상 변화를 나타내지 않는다.

○ 결과적으로 소재의 전체 횡단면이 단일한 구조로 나타나 고온에서도 그 안정성을 유지하며 이러한 두 금속의 결합은 나노 차원에서만 가능하다.

□ 시사점/기대효과

○ 나노차원에서 금속의 결합 또는 변형을 통해 다양한 특성을 나타내며 결정립의 크기 또한 소재의 자기적 특성과 전기적저항에 영향을 미치며 나노구조에 변형에 따라 특정 성질을 지닌 소재를 생산할 수 있는 장점이 있어 지속적인 연구개발을 통해 다양한 산업분야에 사용, 응용 되어질 것으로 기대된다.